農田污染土壤治理及安全利用探究

[ 作者簡介 ]

楊紅權，男，湖南慈利人，慈利縣農業農村局，農藝師，本科，研究方向：農業技術推廣。

[ 摘要 ]

農田土壤污染問題與農副產品食品安全及人們身體健康有著密不可分的聯系。為保證農業生產安全性，推進土壤資源利用的可持續，筆者基于我國當前農田土壤污染現狀，提出幾點污染土壤治理方略及安全利用對策。

[ 關鍵詞 ]

農田;污染土壤;治理;安全利用

隨著城鎮化建設進程逐步推進，我國耕地資源處于緊缺狀態，農田面積越來越少。工業產業的發展，污染物的排放也使得農田土壤面臨著嚴重污染。為實現生態農業建設，應當對現有污染土壤進行治理修復，發揮其安全利用價值，實現農業生產資源的可持續利用，為我國環境污染治理，生態文明建設奠定堅實基礎。

1 我國農田土壤污染現狀

1.1 農田土壤污染物來源

在生態系統循環過程中，污染物質進入土壤的路徑較多，根據污染物來源可分為人為來源和自然來源。前者是由于人們生產生活活動所產生的污染物質排放至農田土壤中，后者則是指土壤發育過程中污染物質就已經存在。如圖1所示為農田土壤污染物來源分布。

1.2 農田土壤主要污染物質

當前，全球每年向環境中排放的鎘、汞、銅、鉛、鎳等污染物質分別能夠達到1.0×106噸、1.5×103噸、3.4×106噸、5×106噸和1.0×106噸，可見土壤污染源中，重金屬污染占有較高的比例。一些歐洲國家農田土壤因重金屬而污染的面積達到數萬平方千米。據我國生態環境部最新發布的全國范圍內農田土壤污染調查報告顯示，當前我國耕地土壤污染超標率為19.4 %，以重金屬污染占比最多，其中鎘污染占比為7.0 %。同時對3000平方千米基本農田保護區的土壤進行檢測后發現，重金屬超標12 %以上，重金屬污染在我國近郊農田較為普遍，尤其以鎘和鉛占比最多。

2 農田污染土壤治理方略分析

2.1 建立農田土壤分區治理體系

我國農田土壤不同區域間污染情況存在一定的差異。因此，污染土壤治理應遵循分區治理原則，制定統一的土壤污染防治體系，并結合不同地區的土壤污染情況，完善區域間土壤污染質量評定標準及污染治理相關法律法規政策，實現因地制宜的治理方略。在此基礎上，實施分類管控，以土壤類型、農田耕作方式、土壤污染物分布及其與農作物的吸收耦合機制，制定最適合當地農田土壤污染治理的方案，發揮“一區一策”“一土一策”的治理成效。

2.2 加強污染物源頭防控

土壤污染防治應當從源頭入手，因此需先識別污染源并分析該污染源對土壤造成的影響。先分析農田土壤污染特征，結合鎘、鉛等污染物元素的指紋特征，綜合利用源解析受體模型、貝葉斯不確定分析技術以及多元統計分析技術等對污染物來源加以識別。找準來源后，從源頭治理，阻斷污染物質向農田土壤的輸入，從而保障后續土壤污染治理工作更加有意義。

2.3 加強農業生產過程規范化管理

當前，隨著我國對農田土壤污染治理問題愈加重視，相繼頒布實施了《農用地土壤環境管理辦法（試行）》《中華人民共和國土壤污染防治法》等相關政策法規文件。重點強調在農業生產過程中應當對化肥、農藥等農業投入品加以把控，做到合理使用。在此背景下，需建立完善農業投入品相關使用規程及安全標準，以契合農田土壤污染治理工作，實現土壤資源健康生態循環及可持續發展。

此外，肥料的不合理使用會對土壤的理化性質產生影響。在施肥前應科學分析土壤肥力情況、營養元素缺豐情況以及所種植作業的需肥性。同時在農田灌溉時，應確保所灌溉水資源無重金屬等污染物質，這也是保證農田污染治理效果的根本所在。

2.4 秸稈還田，推廣應用有機肥

在以往的農業生產過程中，農民群眾并沒有對秸稈資源加以科學運用，在農作物收獲后隨意焚燒或丟棄秸稈，對生態環境造成嚴重污染。在科學利用秸稈資源，實現秸稈還田后，通過微生物分解，在土壤中會形成大量的腐殖質，其能夠增強土壤肥力，提高土壤中有機質含量及微生物含量，疏松土壤，為農作物創造更好的生長環境。

此外，秸稈充分腐熟后，還能夠有效調節重金屬污染情況，改善土壤生物有效性。積極推廣秸稈還田，轉變原有傳統生產模式是生態治理土壤污染的要點之一。

另外，在污染治理過程中，應指導農民群眾主要施加有機肥，輔助施加化肥，特別是氮肥的使用量。與化肥相比，腐熟有機肥的作用效果雖然不明顯，但作用時間長，能夠滿足農作物全生育周期的營養供給，合理搭配適量化肥，有利于農作物生長且有利于維護農田土壤的理化性質。

2.5 轉變傳統耕作模式

大量農田土壤污染物檢測報告顯示，多數重金屬等污染物質具有淺層堆積特征，土壤深層位置污染物含量較少。因此農田土壤污染治理可從轉變耕作模式入手，將傳統淺翻耕的耕作模式向深耕模式所轉變，使淺層堆積的污染物質在土壤深層分散，有效降低污染物質含量。此外，深耕有利于促進有機質腐熟，改善土壤墑情，提高土壤中有機質含量，進而固化污染物質，實現農田土壤污染物的綜合治理。

2.6 調節土壤理化性質

由于農田土壤污染主要以重金屬元素為主，在治理時可嚴格控制土壤含水量，對土壤氧化還原電位進行調控，從而干預農作物根系對污染物質的吸收，對污染物質溶解度加以改善，避免污染物質危害農作物正常生長。土壤基質中以陽離子形式存在的污染物質，能夠借助強移動性在農作物根系附近留存，從而被作物所吸收。在治理時可向土壤中加入適量石灰，石灰和重金屬污染物質發生反應后，會形成氫氧化物或碳酸鹽等物質，對農作物吸收重金屬起到很好的抑制作用，在調節土壤理化性質的同時，提高污染治理效果。

2.7 健全完善土壤污染治理效果評估機制

農業生產中不同治理方案所達到的效果存在一定差異，為強化治理效果，應對治理效果加以評估，綜合分析土壤治理及農作物經濟效益間的關系，健全完善土壤污染治理效果評估機制。土壤治理效果包括農田土壤理化性質改善情況、微生物含量以及綜合肥力等。農作物經濟效益則體現在農產品食品安全、產品質量以及產量等方面，從而實現土壤環境—農作物—效益間的循環可持續發展。

3 農田污染土壤的安全利用路徑

我國可利用的農田土壤資源相對較少，為滿足農作物生產、糧食供應等需求，農田土壤治理難以實現對工業污染的全面修復治理。并且我國農田污染面積占比較大，考慮到技術儲備及資金投入情況，實現農田污染土壤的安全利用是綜合效益最佳的治理措施，在實現高效利用農田資源的同時，應降低污染物質對農作物的影響。安全利用路徑總結為以下幾點。

3.1 選取污染元素低積累作物種植

農業生產過程中，不同品種農作物其對重金屬等污染物質的吸收、富集能力存在一定差異。如粳稻和秈稻相比，后者對重金屬污染物質的富集能力更強;與常規稻相比，雜交稻富集鎘等污染物質的能力更強。同時另有學者研究指出，水稻種植淹水和不淹水對重金屬含量所產生的影響差異較大。綜上，通過優選出污染元素低積累的水稻品種能夠發揮農田污染土壤的安全利用價值。該理念對于其他農作物同樣適用，在農業生產過程中，應根據農業生產規劃及土壤污染情況，科學選取污染元素低積累作物進行種植，保證污染土壤利用的安全性。

3.2 運用原位鈍化技術，改善污染土壤特性

原位鈍化技術即在受污染農田土壤中加入鈍化劑，使其能夠與重金屬污染元素發生氧化還原、吸附、絡合、沉淀等物理化學反應。意在改變土壤中污染物質的形態及有效性，抑制農作物吸收污染物質，實現污染土壤的安全利用。

原位鈍化技術是實現污染土壤安全利用的有效手段，其具備高效、便捷等優勢。但在實施前需對農民群眾進行普及宣教，使其能夠理解并接受該方法，改善污染土壤特性，為農作物健康生長創造有利條件。

3.3 調控農藝措施，降低土壤污染物有效性

農藝措施調控通過改善農作物耕種生產流程，科學調控土壤中的重金屬污染物，避免農作物大量吸收污染物質，保證農產品生產安全，實現污染農田的安全利用。農藝措施調控主要包括：對土壤理化特征進行調控、對土壤水分進行科學管理、合理施用功能性肥料等。

首先，土壤排水及淹水均會影響其氧化還原電位，從而對鎘等重金屬污染物質的有效性產生影響。在農作物全生育期進行淹水灌溉與常規灌溉相比，能夠有效降低氧化還原電位，農田土壤中的硫酸鹽形成硫化物，與污染物質發生沉淀反應。有研究證實，以水稻種植為例，在全生育期對其進行淹水灌溉，水稻中的重金屬含量能夠降低至0.2 mg/kg。其次，合理施用肥料對于改善農作物對污染物質的吸收也具有重要影響。我國農業生產肥料施加單一且主要以銨態氮肥為主，加速了農作物吸收重金屬。為實現土壤安全利用，可在施加有機肥的同時，將銨態氮肥用硝態氮肥代替，改善根系土壤pH值，抑制污染元素有效性。有研究證實，在水稻種植中施加螯合態鐵肥，能夠有效降低稻米中的重金屬含量，并增加鐵含量，在提高稻米品質的同時，做到污染土壤的安全利用，提高農業生產經濟效益。

4 結束語

綜上所述，當前我國農田土壤污染問題嚴重，為實現生態環境建設，保障農產品食品安全和糧食的供給，應當重視污染土壤的治理和安全利用。筆者結合實際，提出幾點污染土壤生態治理方略和安全利用路徑，旨在為生態農業的建設發展提供思路。

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